EP3616954A1 - Lastkraftwagen mit einer elektrischen antriebseinheit - Google Patents

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EP3616954A1
EP3616954A1 EP19193020.5A EP19193020A EP3616954A1 EP 3616954 A1 EP3616954 A1 EP 3616954A1 EP 19193020 A EP19193020 A EP 19193020A EP 3616954 A1 EP3616954 A1 EP 3616954A1
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EP
European Patent Office
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drive unit
truck
electric drive
rear axle
main side
Prior art date
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Application number
EP19193020.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3616954B1 (de
Inventor
Darko Kondic
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MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
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Filing date
Publication date
Application filed by MAN Truck and Bus SE filed Critical MAN Truck and Bus SE
Publication of EP3616954A1 publication Critical patent/EP3616954A1/de
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Publication of EP3616954B1 publication Critical patent/EP3616954B1/de
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
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    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K2005/006—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units the internal combustion or jet propulsion unit is arranged behind the rear axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B60Y2200/142—Heavy duty trucks

Definitions

  • the invention relates to a truck with an electric drive unit.
  • the internal combustion engine In the case of trucks with an internal combustion engine, the internal combustion engine is conventionally located in the front area of the vehicle under the cab. Another arrangement, e.g. B. in the rear area is not expedient, since a loading structure of the truck limits the installation space from above and the required angle of repose of the truck limits the installation space from below so that an internal combustion engine of the size that is used in trucks can no longer be installed . Due to the size of the internal combustion engine, it must be positioned under the cab or the cab in an elevated position above the internal combustion engine.
  • the commercial vehicle has a replaceable energy supply unit on the rear.
  • the interchangeable energy supply unit is narrower than the commercial vehicle, so that it is arranged between the rear, side structure limits of the charging structure.
  • the exchangeable energy supply unit reduces the available loading space of the charging structure.
  • the DE 102013 004 837 A1 discloses a heavy distribution truck.
  • the truck has a front module, a central freight module and a rear drive module.
  • An energy supply module which is accommodated in the drive module, is arranged above the rear axle of the truck.
  • the energy supply module can have an electric motor.
  • the object of the invention is to create an alternative and / or improved truck with an electric drive.
  • the invention provides an expediently electrically driven truck (e.g. distribution truck, preferably with a loading structure, e.g. with a box body).
  • the truck has a rear axle and a vehicle frame.
  • the vehicle frame is as a lead frame formed and has two main side members, which are spaced in parallel.
  • the truck has an electric drive unit, which is arranged between the two main side members and with respect to a forward driving direction of the truck behind the rear axle.
  • the electric drive unit can have significantly more compact dimensions. This results in new degrees of freedom for the positioning of the electric drive unit in the rear area.
  • the comparatively small dimensions can allow the electrical drive unit to be arranged between the main longitudinal beams of the vehicle frame. The electric drive unit is thus protected between the main side members.
  • the rear-side installation space between the vehicle side members is conventionally unused installation space, which can be used particularly advantageously in this way.
  • a loading structure e.g. B. box body
  • the truck is not limited by the arranged in the rear area between the main side members electric drive unit.
  • the rear-side arrangement of the electric drive unit also eliminates the space otherwise required for the drive unit under the driver's cab, so that the driver's cab can be arranged lower.
  • a floor-level arrangement of the driver's cab makes it easy to get into and out of the driver's cab.
  • the lower seating position in the cab also enables improved visibility in the direct area around the cab.
  • the electric drive unit expediently comprises a single electric motor (for example a permanent magnet electric motor).
  • the electric drive unit is drivingly connected to the rear axle.
  • the electrical drive unit (or an output shaft of the electrical drive unit) is aligned in a longitudinal direction of the truck.
  • the electric drive unit is arranged at the level of the two main longitudinal members and / or below a loading structure (eg box body) of the truck.
  • the electrical drive unit projects downward over the two main longitudinal beams with respect to a vertical direction. This means that higher-level electrical drive units can also be arranged between the main side members without impairing the loading structure of the truck that is seated on the main side members.
  • the electrical drive unit is set back essentially flush with the two main longitudinal members or with respect to the two main longitudinal members with respect to a vertical direction (for example less than 100 mm, 80 mm, 50 mm or 30 mm). This does not affect the loading structure of the truck that sits on the main side members. In particular, no loading space in the loading structure is lost through cutouts for the electric drive unit.
  • the truck also has an inverter which is electrically connected to the electrical drive unit and is preferably arranged between the two main side members (for example at the level of the main side members).
  • the inverter can also be arranged in a space-saving and protected manner between the two main longitudinal members, for example in the rear area of the truck.
  • the inverter is arranged behind the rear axle and / or in front of the electric drive unit with respect to the forward direction of travel.
  • the electric drive unit is mounted at an angle (for example at an angle between 0 ° and 10 ° to a horizontal axis).
  • the truck also has a cardan shaft, which preferably connects the electric drive unit to the rear axle in a driving manner, is preferably aligned in a longitudinal direction of the truck and preferably slopes at a horizontal axis (e.g. at an angle between 0 ° and 10 ° to a horizontal axis).
  • the inclination of the electric drive unit can reduce an angular offset to the cardan shaft, which is advantageous with regard to the load conditions in the preferably articulated connection between the cardan shaft and the electrical drive unit.
  • the electric drive unit is mounted in a 3-point bearing.
  • two bearings of the 3-point bearing are arranged on a side of the electric drive unit facing the rear axle.
  • the electric drive unit is expediently attached to the vehicle frame from below. This can be particularly advantageous for assembly reasons.
  • the truck has a first cross member that is attached between the two main side members and a second cross member that is attached between the two main side members.
  • the electric drive unit can preferably be attached from below to the first cross member and / or to the second cross member.
  • the electric drive unit is arranged between the first cross member and the second cross member (eg at the level of the two cross members).
  • the electric drive unit is thus arranged protected between the two cross members with respect to a longitudinal axis of the truck.
  • the first cross member and / or the second cross member have an inverted U-profile, which comprises a receiving space in which at least one bearing for mounting the electric drive unit is at least partially arranged.
  • the bearing can thus be positioned partially protected in the receiving space by the U-profile.
  • the truck also has a driver's cab, which is attached to the rear of the vehicle frame, preferably rigidly.
  • the driver's cab preferably delimits the truck downwards, has a ground clearance of at most 50 cm, preferably of at most 40 cm, and / or projects in a vertical direction downwards over the vehicle frame.
  • the advantageous arrangement of the driver's cab near the ground can only be made possible by arranging the electric drive unit at the rear.
  • the truck has a cooling device for cooling the electrical drive unit and / or an inverter for the electrical drive unit.
  • the cooling device can preferably be arranged behind the rear axle with respect to the forward driving direction and / or can be attached externally to one of the main side members, for example at the level of the main side members.
  • the cooling device can thus be arranged directly adjacent to the electric drive unit and / or the inverter.
  • the cooling device can draw in cooling air directly from a longitudinal outside of the truck.
  • the cooling device has a cooler, preferably an oil cooler, for cooling the electric drive unit and / or a cooler, preferably a water cooler, for cooling the inverter.
  • the truck also has an underride protection on the rear (for example, a tube or rod).
  • the rear underrun protection can preferably extend in a transverse direction of the truck and / or be arranged at the level of the electric drive unit.
  • the electrical drive unit can thus preferably be protected at the rear by the rear underride protection.
  • Functional integration of the rear underrun protection takes place. On the one hand, this serves, as the name suggests, as underride protection for the truck and on the other hand for protecting the electric drive unit in the event of a rear-end collision on the truck.
  • the truck has an electrical charging connection for electrically charging the truck (for example one or more traction batteries of the truck).
  • the electrical charging connection can preferably be arranged behind the rear axle with respect to the forward direction of travel and / or attached to the outside of one of the main side members (for example at the level of the main side members).
  • the electrical charging connection can thus be arranged directly adjacent to the electrical drive unit.
  • the truck has an (for example removable) electric charging cable for electrically charging the truck.
  • the electric charging cable can preferably be arranged behind the rear axle with respect to the forward driving direction and / or positioned on the outside on one of the main side members (eg at the level of the main side members).
  • the charging cable can thus be positioned directly adjacent to the electrical charging connection to which it is to be connected for charging the traction battery (s).
  • the Figure 1 Figure 10 shows a longitudinal sectional view of a lower portion of a truck 10.
  • truck 10 can be used as an urban distribution truck.
  • the truck 10 can be driven electrically.
  • the truck for example, to be equipped with a different structure or to be designed as a tractor unit.
  • the truck 10 expediently has an electric drive unit 12, a driver's cab 14, a vehicle frame 16, a front axle 18 and a rear axle 20.
  • the example truck 10 does not include an internal combustion engine at the front. Instead, the truck 10 has the rear-side electrical drive unit 12 for driving the truck 10.
  • the electric drive unit 12 is arranged behind the rear axle 20 with respect to a forward direction of travel of the truck 10. In embodiments in which the truck 10 has a plurality of rear axles, the electric drive unit 12 can preferably be arranged behind the rearmost of the rear axles.
  • the electric drive unit 12 expediently has a single electric motor, for example a permanent magnet electric motor, for driving the truck 10.
  • the driver's cab 14 can limit the truck 10 downwards and, for example, a floor clearance of less than 50 cm or have less than 40 cm. This can facilitate entry into the cab 14 and exit from the cab 14.
  • the deeply arranged driver's cab 14 enables the driver from the driver's cab 14 to have a better view of the direct surroundings of the driver's cab 14.
  • the driver's cab 14 In order to enable a deep arrangement of the driver's cab 14, it cannot sit on the vehicle frame 16, as is customary, but can be attached to the vehicle frame 16, preferably rigidly, on a rear of the driver's cab 14.
  • the driver's cab 14 can be attached directly to the vehicle frame 16 or indirectly, for example by means of one or more fastening brackets. It is possible that a rear of the driver's cab 14 is provided with a step and the driver's cab 14 is attached to the vehicle frame 16 by means of the step. The step enables the driver's cab 14 to be supported on the vehicle frame 16 both in the horizontal direction and in the vertical direction.
  • the vehicle frame 16 is designed as a lead frame with two parallel main side members 22.
  • the main side members 22 are connected to one another via a plurality of spaced cross members.
  • a loading structure 24 (only partially in Figure 1 shown).
  • the loading structure 24 can, for example, be a box body for transporting goods.
  • Other types of loading structures are also possible, e.g. B. any types of open or closed loading structures, e.g. B. also hollows or similar
  • the Figures 2 to 4 show a rear area of the truck 10 in different views.
  • the Figure 5 shows the electric drive unit 12 arranged in the rear area of the truck 10.
  • the electric drive unit 12 is arranged on the inside between the main side members 22. This is made possible by the fact that the electric drive unit 12 has, for example, more compact dimensions in comparison to a conventional internal combustion engine. In addition, in a conventional truck with a lead frame, the rear area between the side members of the lead frame is essentially unused. The arrangement of the electric drive unit 12 at the level of the main side members 22, between the main side members 22 and behind the rear axle 20 thus offers a space-saving and protected arrangement for the electric drive unit 12. The electric drive unit 12 is thus on the vehicle rear side directly below the charging structure 24 (see Figure 1 ) arranged.
  • the arrangement of the electrical drive unit 12 is selected such that the electrical drive unit 12 projects downward with respect to a vertical direction over an underside of the two main side members 22.
  • the electric drive unit 12 protrudes downward by about half a height of the electric drive unit 12 in the vertical direction over the two main side members 22. It is also possible for the electric drive unit 12 to protrude more or less in the vertical direction downwards over the two main longitudinal members 22.
  • the electric drive unit 12 can protrude at least 1/4 or at least 1/3 from its height in the vertical direction downward over the two main longitudinal beams 22.
  • the electric drive unit 12 With regard to a vertical direction upwards, the electric drive unit 12 is arranged essentially flush with an upper side of the two main longitudinal beams 22. It does not make sense to protrude the electric drive unit 12 here, since the arrangement and configuration of the charging structure 24, which is supported on the main side members, are thus (see Figure 1 ), would be affected. It is also possible for the electric drive unit 12 to be set back a little with respect to an upper side of the two main longitudinal members 22, for example by less than 100 mm.
  • the electric drive unit 12 is drivingly connected to the rear axle 20.
  • the electric drive unit 12 drives a cardan shaft 26, which in turn is drivingly connected to the rear axle 20.
  • the propeller shaft 26 is articulated to the electric drive unit 12.
  • the propeller shaft 26 is articulated to the rear axle 20.
  • the electric drive unit 12 and the cardan shaft 26 are aligned along a longitudinal axis of the truck 10.
  • the electric drive unit 12 is mounted obliquely with respect to a horizontal axis, for example at an angle between 0 ° and 10 °, preferably around 5 ° to 6 °.
  • the cardan shaft 26 runs obliquely with respect to the horizontal axis, for example in an angular range between 0 ° and 10 °, preferably around 5 ° to 6 °.
  • the inclined position of the propeller shaft 26 can be advantageous with respect to the articulated connection between the propeller shaft 26 and the rear axle 20 when the rear axle 20 is moved vertically while the truck 10 is traveling.
  • the inclination of the electric drive unit 12 allows little or no angular misalignment between an output shaft of the electric drive unit 12 and the inclined universal joint shaft 26.
  • Too large an angular misalignment would lead to high loads on the articulated connection between the electrical drive unit 12 and the universal joint shaft 26 during the Operating the lead electric drive unit 12. The high loads could eventually lead to a break in the articulated connection between the electric drive unit 12 and the cardan shaft 26.
  • the electric drive unit 12 can be suitably mounted in a 3-point bearing by means of three (motor) bearings 28. Two of the three bearings 28 are arranged on a side of the electric drive unit 12 facing the rear axle 20. A third bearing 28 is arranged on a rear side of the electric drive unit 12 facing away from the rear axle 20. The third bearing 28 is arranged centrally with respect to the rear of the electric drive unit 12. High-voltage connections 30 are also located off-center on the rear of the electric drive unit 12 (see Figure 4 ) arranged. The high-voltage connections 30 serve to supply electrical energy to the electrical drive unit 12. Electrical lines are connected to the high-voltage connections 30 in order to supply the electrical drive unit 12 with high-voltage electrical energy. The central arrangement of only one of the three bearings 28 on the rear of the electric drive unit 12 makes it possible for the high-voltage connections 30 not to be covered and thus to be easily accessible for connecting the corresponding electrical lines.
  • the electric drive unit 12 is fastened to the main longitudinal members 22 via two cross members 32, 34.
  • the two cross members 32 are spaced apart in parallel.
  • the two cross members 32, 34 extend between the two parallel main longitudinal members 22.
  • the electric drive unit 12 is attached to the two cross members 32, 34 from below by means of the bearings 28.
  • the first cross member 32 is arranged in front of the electric drive unit 12 with respect to the forward direction of travel of the truck 10.
  • the second cross member 34 is arranged behind the electric drive unit 12 with respect to the forward direction of travel of the truck 10.
  • Two of the three bearings 28 are attached to the first cross member 32 from below.
  • One of the three bearings 28 is attached to the second cross member 34 from below.
  • the electric drive unit 12 is carried by the cross members 32, 34 in such a way that it is arranged in a protected manner between the two cross members 32, 34.
  • the two cross members 32, 34 can have an inverted U-profile. Between the vertical legs of the inverted U-profile there is a receiving space in which the bearings 28 can be partially accommodated (see for example Figures 3 and 4 ). This enables the electric drive machine 12 to be positioned flush or approximately flush with respect to the upper side of the main side members 22. Furthermore, the bearings 28 are partially protected in the cross members 32, 34.
  • the truck 10 has an inverter 36.
  • the inverter 36 converts high-voltage direct current electrical energy from one or more traction batteries (not shown) of the truck 10 into high-voltage alternating current electrical energy for driving the electric drive machine 12.
  • the inverter 36 is connected to the high-voltage connections 30 via electrical lines electric drive unit 12 connected.
  • the inverter 36 is protected between the main side rails 22 at the level of the main side rails 22.
  • the inverter 36 is attached to the main side rails 22.
  • the inverter 36 can expediently be arranged behind the rear axle 20 and in front of the electric drive machine 12.
  • the truck 10 can have a cooling device 38 (see Figure 3 ).
  • the cooling device 38 is also expediently arranged in the rear area of the truck 10.
  • the cooling device 38 can be arranged particularly advantageously on a longitudinal outer side of one of the two main longitudinal members 22 adjacent to the electric drive unit 12.
  • the cooling device 38 can have a holder 40, for example an open frame, which is attached to the longitudinal outer side of the corresponding main longitudinal member 22.
  • the cooling device 38 is expediently flush with respect to a vertical direction or set back with respect to an upper side of the main side members 22.
  • the cooling device 38 can protrude over the main side members 22 with respect to a vertical direction.
  • the cooling device 38 may have one or more fans 42, for example radial fans, to convey cooling air to one or more heat exchangers or coolers 44 of the cooling device 38.
  • the fans 42 can suck in cooling air from a longitudinal outside of the truck 10.
  • the coolers 44 can have a cooler, for example an oil cooler, for a cooling circuit for cooling the electric drive machine 12.
  • the coolers 44 can have a cooler, for example a water cooler, for a cooling circuit for cooling the inverter 36.
  • the truck 10 can have an electrical charging connection 46 for electrically charging the traction battery (s) of the truck 10 (see Figure 2 ).
  • the electrical charging connection 46 can also advantageously be arranged in the rear area of the truck 10 adjacent to the electrical drive unit 12.
  • the electrical charging connection 46 can be arranged behind the rear axle 20 with respect to the forward driving direction and can be attached to the outside on one of the two main side members 22.
  • the electrical charging connection 46 can expediently be arranged on an outside of the vehicle frame 16 opposite the cooling device 38.
  • an electrical charging cable 48 (concealed in FIG Figure 2 ) can be removably positioned in a storage compartment 50.
  • the storage compartment 50 can be arranged in addition to the electrical charging connection on an outer longitudinal side of one of the main longitudinal members 22 behind the rear axle 20.
  • the storage compartment 50 can expediently be arranged on an outside of the vehicle frame 16 opposite the cooling device 38.
  • the truck 10 can have a rear underrun protection 52 (see Figures 2 and 3 ; omitted in Figure 4 ).
  • the rear underride guard 52 is designed as a rod or tube.
  • the rear underride protection 52 extends in a transverse direction of the truck 10.
  • the rear underride protection 52 extends along an entire width of the truck 10.
  • the rear underrun protection 52 is arranged at the level of the electric drive unit 12. The rear underrun protection 52 thus also protects the electric drive unit 12 in the event of a rear-end collision with the truck 10.
  • the truck 10 can have further components which can also be arranged in a space-saving manner in the rear area of the truck 10, preferably still behind the rear axle 20.
  • These components may preferably include components of a compressed air system of the truck 10, as shown.
  • one or more compressed air reservoirs, an air compressor, compressed air treatment and / or control valves etc. can be arranged behind the rear axle 20, preferably on one or both of the longitudinal outer sides of the vehicle frame 16.
  • the invention is not restricted to the preferred exemplary embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope of protection.
  • the invention also claims protection for the object and the features of the subclaims regardless of the claims referred to.
  • the features of independent claim 1 are disclosed independently of one another.
  • the features of the subclaims are also disclosed independently of all features of independent claim 1 and, for example, independently of the features relating to the presence and / or configuration of the rear axle, the vehicle frame and / or the electric drive unit of independent claim 1. All of the range indications herein are to be understood as meaning that, as it were, all values falling within the respective range are disclosed individually, e.g. B. also as the respective preferred narrower external borders of the respective area.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lastkraftwagen (10) aufweisend eine elektrische Antriebseinheit (12), die bezüglich einer Vorwärtsfahrtrichtung des Lastkraftwagens (10) hinter einer Hinterachse (20) und zwischen zwei Hauptlängsträgern (22) eines Fahrzeugrahmens (16) angeordnet ist. Die vergleichsweise geringen Abmessungen der elektrische Antriebseinheit (12) ermöglichen eine geschützte und bauraumgünstige Anordnung zwischen den Hauptlängsträgern (22). Ein Ladeaufbau (24) des Lastkraftwagens wird durch die elektrische Antriebseinheit (12) so nicht beschränkt. Durch die heckseitige Anordnung der elektrischen Antriebseinheit (12) entfällt zudem der sonst erforderliche Bauraum für die Antriebseinheit unter dem Fahrerhaus (14), so dass das Fahrerhaus (14) niedriger angeordnet werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lastkraftwagen mit einer elektrischen Antriebseinheit.
  • Bei Lastkraftwagen mit Verbrennungsmotor befindet sich der Verbrennungsmotor herkömmlich im vorderen Fahrzeugbereich unter dem Fahrerhaus. Eine andere Anordnung, z. B. im Heckbereich, ist nicht zielführend, da ein Ladeaufbau des Lastkraftwagens den Bauraum von oben und der erforderliche Böschungswinkel des Lastkraftwagens den Bauraum von unten so einschränken, dass ein Verbrennungsmotor mit der Größe, wie er in Lastkraftwagen Verwendung findet, nicht mehr verbaut werden kann. Bedingt durch die Größe des Verbrennungsmotors, muss dieser unter dem Fahrerhaus positioniert werden bzw. das Fahrerhaus in erhöhter Position über dem Verbrennungsmotor positioniert werden.
  • Aus der DE 19641 254 A1 ist ein Nutzfahrzeug mit einem Ladeaufbau und einem elektrischen Antrieb bekannt. Das Nutzfahrzeug weist heckseitig eine auswechselbare Energie-Versorgungs-Einheit auf. Die auswechselbare Energie-Versorgungs-Einheit ist schmaler als das Nutzfahrzeug, so dass sie zwischen rückwärtigen, seitlichen Aufbaubegrenzungen des Ladeaufbaus angeordnet ist. Die auswechselbare Energie-Versorgungs-Einheit verkleinert den zur Verfügung stehenden Laderaum des Ladeaufbaus.
  • Die DE 102013 004 837 A1 offenbart einen schweren Verteiler-Lastkraftwagen. Der Lastkraftwagen weist ein Frontmodul, ein mittiges Frachtmodul und ein heckseitiges Antriebsmodul auf. Ein Energiebereitstellungsmodul, das im Antriebsmodul aufgenommen ist, ist oberhalb der Hinterachse des Lastkraftwagens angeordnet. Das Energiebereitstellungsmodul kann einen Elektromotor aufweisen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einem alternativen und/oder verbesserten Lastkraftwagen mit elektrischem Antrieb zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Die Erfindung schafft einen zweckmäßig elektrisch angetriebenen Lastkraftwagen (z. B. Verteiler-LKW, vorzugsweise mit Ladeaufbau, z. B. mit Kofferaufbau). Der Lastkraftwagen weist eine Hinterachse und einen Fahrzeugrahmen auf. Der Fahrzeugrahmen ist als ein Leiterrahmen ausgebildet und weist zwei Hauptlängsträger, die parallel beabstandet sind, auf. Der Lastkraftwagen weist eine elektrische Antriebseinheit auf, die zwischen den zwei Hauptlängsträgern und bezüglich einer Vorwärtsfahrtrichtung des Lastkraftwagens hinter der Hinterachse angeordnet ist.
  • Im Vergleich mit einer herkömmlichen Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Lastkraftwagens kann die elektrische Antriebseinheit wesentlich kompaktere Abmessungen aufweisen. Dadurch ergeben sich neue Freiheitsgrade für die Positionierung der elektrischen Antriebseinheit im Heckbereich. Die vergleichsweise geringen Abmessungen können eine Anordnung der elektrischen Antriebseinheit zwischen den Hauptlängsträgern des Fahrzeugrahmens ermöglichen. Die elektrische Antriebseinheit ist somit geschützt zwischen den Hauptlängsträgern angeordnet. Der heckseitige Bauraum zwischen den Fahrzeuglängsträgern ist herkömmlich ungenutzter Bauraum, der so besonders vorteilhaft ausgenutzt werden kann. Außerdem wird ein Ladeaufbau, z. B. Kofferaufbau, des Lastkraftwagens nicht durch die im Heckbereich zwischen den Hauptlängsträgern angeordnete elektrische Antriebseinheit beschränkt. Durch die heckseitige Anordnung der elektrischen Antriebseinheit entfällt zudem der sonst erforderliche Bauraum für die Antriebseinheit unter dem Fahrerhaus, so dass das Fahrerhaus niedriger angeordnet werden kann. Eine bodennahe Anordnung des Fahrerhauses ermöglicht ein komfortables Einsteigen in das Fahrerhaus und ein komfortables Aussteigen aus dem Fahrerhaus. Die niedrigere Sitzposition im Fahrerhaus ermöglicht zudem eine verbesserte Sicht im direkten Umfeld um das Fahrerhaus herum.
  • Zweckmäßig umfasst die elektrische Antriebseinheit einen einzigen Elektromotor (zum Beispiel Permanentmagnet-Elektromotor).
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die elektrische Antriebseinheit antreibend mit der Hinterachse verbunden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die elektrische Antriebseinheit (bzw. eine Ausgangswelle der elektrischen Antriebseinheit) in einer Längsrichtung des Lastkraftwagens ausgerichtet.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die elektrische Antriebseinheit auf Höhe der zwei Hauptlängsträger und/oder unterhalb eines Ladeaufbaus (z. B. Kofferaufbau) des Lastkraftwagens angeordnet.
  • In einer Ausführungsform steht die elektrische Antriebseinheit bezüglich einer Vertikalrichtung nach unten über die zwei Hauptlängsträger über. Damit können auch höherbauende elektrische Antriebseinheiten zwischen den Hauptlängsträgern angeordnet werden, ohne dass der Ladeaufbau des Lastkraftwagens, der auf den Hauptlängsträgern aufsitzt, beeinträchtigt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Antriebseinheit bezüglich einer Vertikalrichtung nach oben im Wesentlichen bündig mit den zwei Hauptlängsträgern oder bezüglich der zwei Hauptlängsträgern zurückversetzt (z. B. um weniger als 100 mm, 80 mm, 50 mm oder 30 mm). Damit wird der Ladeaufbau des Lastkraftwagens, der auf den Hauptlängsträgern aufsitzt, nicht beeinträchtigt. Insbesondere geht kein Laderaum im Ladeaufbau durch Aussparungen für die elektrische Antriebseinheit verloren.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Lastkraftwagen ferner einen Inverter auf, der elektrisch mit der elektrischen Antriebseinheit verbunden und vorzugsweise zwischen den zwei Hauptlängsträgern (z. B. auf Höhe der Hauptlängsträger) angeordnet ist. Damit kann auch der Inverter bauraumgünstig und geschützt zwischen den zwei Hauptlängsträgern beispielsweise im Heckbereich des Lastkraftwagens angeordnet sein.
  • In einer Weiterbildung ist der Inverter bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse und/oder vor der elektrischen Antriebseinheit angeordnet.
  • In einer Ausführungsvariante ist die elektrische Antriebseinheit schräg gelagert (z. B. in einem Winkel zwischen 0° und 10° zu einer Horizontalachse). Alternativ oder zusätzlich weist der Lastkraftwagen ferner eine Gelenkwelle auf, die die elektrische Antriebseinheit vorzugsweise antreibend mit der Hinterachse verbindet, vorzugsweise in einer Längsrichtung des Lastkraftwagens ausgerichtet ist und vorzugsweise angeschrägt zu einer Horizontalachse verläuft (z. B. in einem Winkel zwischen 0° und 10° zu einer Horizontalachse). Die Schrägstellung von der elektrischen Antriebseinheit kann einen Winkelversatz zu der Gelenkwelle verringern, was bezüglich der Belastungszustände in der vorzugsweise gelenkigen Verbindung zwischen der Gelenkwelle und der elektrischen Antriebseinheit vorteilhaft ist.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante ist die elektrische Antriebseinheit in einer 3-Punkt-Lagerung gelagert.
  • In einer Weiterbildung sind zwei Lager der 3-Punkt-Lagerung an einer der Hinterachse zugewandten Seite der elektrischen Antriebseinheit angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist ein Lager der 3-Punkt-Lagerung an einer der Hinterachse abgewandten Seite der elektrischen Antriebseinheit angeordnet, vorzugsweise mittig. Dadurch kann Platz für elektrische Versorgungsanschlüsse und deren Verbindungskabel an einer Rückseite der elektrischen Antriebseinheit geschaffen werden.
  • Zweckmäßig ist die elektrische Antriebseinheit von unten an dem Fahrzeugrahmen angebracht. Dies kann aus Montagegründen besonders vorteilhaft sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist der Lastkraftwagen einen ersten Querträger, der zwischen den zwei Hauptlängsträgern befestigt ist, und einen zweiten Querträger, der zwischen den zwei Hauptlängsträgern befestigt ist, auf. Vorzugsweise kann die elektrischen Antriebseinheit von unten an dem ersten Querträger und/oder an dem zweiten Querträger angebracht sein.
  • In einer Weiterbildung ist die elektrische Antriebseinheit zwischen dem ersten Querträger und dem zweiten Querträger angeordnet (z. B. auf Höhe der zwei Querträger). Damit ist die elektrische Antriebseinheit bezüglich einer Längsachse des Lastkraftwagens geschützt zwischen den zwei Querträgern angeordnet.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen der erste Querträger und/oder der zweite Querträger ein umgedrehtes U-Profil auf, das einen Aufnahmeraum umfasst, in dem mindestens ein Lager zur Lagerung der elektrischen Antriebseinheit zumindest teilweise angeordnet sind. Damit kann das Lager teilweise geschützt durch das U-Profil in dem Aufnahmeraum positioniert sein.
  • In einer Ausführungsform weist der Lastkraftwagen ferner ein Fahrerhaus auf, das rückseitig, vorzugsweise starr, an dem Fahrzeugrahmen angebracht ist. Vorzugsweise begrenzt das Fahrerhaus den Lastkraftwagen nach unten, weist einen Bodenabstand von höchstens 50 cm, vorzugsweise von höchstens 40 cm, auf und/oder steht in einer Vertikalrichtung nach unten über den Fahrzeugrahmen über. Die vorteilhafte bodennahe Anordnung des Fahrerhauses kann erst durch die heckseitige Anordnung der elektrischen Antriebseinheit ermöglicht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Lastkraftwagen eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der elektrischen Antriebseinheit und/oder eines Inverters für die elektrische Antriebseinheit auf. Vorzugsweise kann die Kühlvorrichtung bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse angeordnet und/oder außen an einem der Hauptlängsträger beispielsweise auf Höhe der Hauptlängsträger angebracht sein. Damit kann die Kühlvorrichtung direkt benachbart zu der elektrischen Antriebseinheit und/oder dem Inverter angeordnet sein. Ferner kann die Kühlvorrichtung Kühlluft direkt von einer Längsaußenseite des Lastkraftwagens ansaugen.
  • In einer Weiterbildung weist die Kühlvorrichtung einen Kühler, vorzugsweise einen Ölkühler, zum Kühlen der elektrischen Antriebseinheit und/oder einen Kühler, vorzugsweise einen Wasserkühler, zum Kühler des Inverters auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist der Lastkraftwagen ferner einen heckseitigen Unterfahrschutz auf (z. B. als Rohr oder Stange ausgeführt). Vorzugsweise kann sich der heckseitige Unterfahrschutz in einer Querrichtung des Lastkraftwagens erstrecken und/oder auf Höhe der elektrischen Antriebseinheit angeordnet sein. Vorzugsweise kann damit die elektrische Antriebseinheit heckseitig durch den heckseitigen Unterfahrschutz geschützt werden. Es findet eine Funktionsintegration des heckseitigen Unterfahrschutz statt. Dieser dient einerseits, wie der Name schon sagt, als Unterfahrschutz des Lastkraftwagens und andererseits zum Schützen der elektrischen Antriebseinheit bei einem Auffahrunfall auf den Lastkraftwagen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Lastkraftwagen einen elektrischen Ladeanschluss zum elektrischen Aufladen des Lastkraftwagens (zum Beispiel einer oder mehrerer Traktionsbatterien des Lastkraftwagens) auf. Vorzugsweise kann der elektrische Ladeanschluss bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse angeordnet und/oder außen an einem der Hauptlängsträger (z. B. auf Höhe der Hauptlängsträger) angebracht sein. Damit kann der elektrische Ladeanschluss direkt benachbart zu der elektrischen Antriebseinheit angeordnet sein.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Lastkraftwagen ein (z. B. herausnehmbares) elektrisches Ladekabel zum elektrischen Aufladen des Lastkraftwagens auf. Vorzugsweise kann das elektrische Ladekabel bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse angeordnet und/oder außen an einem der Hauptlängsträger (z. B. auf Höhe der Hauptlängsträger) positioniert sein. Damit kann das Ladekabel direkt benachbart zu dem elektrischen Ladeanschluss, an dem es zum Laden der Traktionsbatterie(n) anzuschließen ist, positioniert sein.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Längsschnittansicht eines unteren Bereichs eines Lastkraftwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht eines Heckbereich des beispielhaften Lastkraftwagens;
    Figur 3
    eine Längsschnittansicht des Heckbereich des beispielhaften Lastkraftwagens;
    Figur 4
    eine Heckansicht des Heckbereich des beispielhaften Lastkraftwagens; und
    Figur 5
    eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Antriebseinheit des beispielhaften Lastkraftwagens.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Die Figur 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines unteren Bereichs eines Lastkraftwagens 10. Beispielsweise kann der Lastkraftwagen 10 als ein städtischer Verteiler-Lastkraftwagen genutzt werden. Der Lastkraftwagen 10 kann elektrisch angetrieben werden. Es ist allerdings auch möglich, dass der Lastkraftwagen bspw. mit einem anderen Aufbau ausgestattet oder als Sattelzugmaschine ausgebildet ist.
  • Der Lastkraftwagen 10 weist zweckmäßig eine elektrische Antriebseinheit 12, ein Fahrerhaus 14, einen Fahrzeugrahmen 16, eine Vorderachse 18 und eine Hinterachse 20 auf.
  • Der beispielhafte Lastkraftwagen 10 umfasst keine frontseitige Brennkraftmaschine. Stattdessen weist der Lastkraftwagen 10 die heckseitige elektrische Antriebseinheit 12 zum Antreiben des Lastkraftwagens 10 auf. Die elektrische Antriebseinheit 12 ist bezüglich einer Vorwärtsfahrtrichtung des Lastkraftwagens 10 hinter der Hinterachse 20 angeordnet. In Ausführungsformen, in denen der Lastkraftwagen 10 mehrerer Hinterachsen aufweist, kann die elektrische Antriebseinheit 12 vorzugsweise hinter der hintersten der Hinterachsen angeordnet sein. Zweckmäßig weist die elektrische Antriebseinheit 12 einen einzigen Elektromotor, zum Beispiel einen Permanentmagnet-Elektromotor, zum Antreiben des Lastkraftwagens 10 auf.
  • Dadurch dass keine frontseitige Brennkraftmaschine unterhalb des Fahrerhauses 14 umfasst ist und die elektrische Antriebseinheit 12 heckseitig angeordnet ist, wird ermöglicht, dass das Fahrerhaus 14 des Lastkraftwagens 10 tiefer als herkömmlich angeordnet werden kann (angedeutet mit einem Pfeil in Figur 1). Das Fahrerhaus 14 kann den Lastkraftwagen 10 nach unten hin begrenzen und beispielsweise einen Bodenabstand von weniger als 50 cm oder weniger als 40 cm aufweisen. Dies kann einen Einstieg in das Fahrerhaus 14 und einen Ausstieg aus dem Fahrerhaus 14 erleichtern. Zusätzlich ermöglicht das tief angeordnete Fahrerhaus 14, dass der Fahrer aus dem Fahrerhaus 14 eine bessere Sicht auf das direkte Umfeld des Fahrerhauses 14 hat.
  • Um eine tiefe Anordnung des Fahrerhauses 14 zu ermöglichen, kann dieses nicht -wie üblich - auf dem Fahrzeugrahmen 16 aufsitzen, sondern an einer Rückseite des Fahrerhauses 14 an dem Fahrzeugrahmen 16, vorzugsweise starr, angebracht sein. Das Fahrerhaus 14 kann direkt an dem Fahrzeugrahmen 16 angebracht sein oder indirekt, zum Beispiel mittels einer oder mehrerer Befestigungskonsolen. Es ist möglich, dass eine Rückseite des Fahrerhauses 14 mit einer Stufe versehen ist und das Fahrerhaus 14 mittels der Stufe an dem Fahrzeugrahmen 16 angebracht ist. Die Stufe ermöglicht ein Abstützen des Fahrerhauses 14 an dem Fahrzeugrahmen 16 sowohl in Horizontalrichtung als auch in Vertikalrichtung.
  • Der Fahrzeugrahmen 16 ist als ein Leiterrahmen mit zwei parallelen Hauptlängsträgern 22 ausgeführt. Die Hauptlängsträger 22 sind über mehrere beabstandete Querträger miteinander verbunden. Auf dem Fahrzeugrahmen 16 kann hinter dem Fahrerhaus 14 ein Ladeaufbau 24 (nur teilweise in Figur 1 dargestellt) angeordnet sein. Der Ladeaufbau 24 kann beispielsweise ein Kofferaufbau zum Transportieren von Waren sein. Andere Typen von Ladeaufbauten sind ebenfalls möglich, z. B. jegliche Typen von offenen oder geschlossenen Ladeaufbauten, z. B. auch Mulden o.ä.
  • Die Figuren 2 bis 4 zeigen einen Heckbereich des Lastkraftwagens 10 in unterschiedlichen Ansichten. Die Figur 5 zeigt die im Heckbereich des Lastkraftwagens 10 angeordnete elektrische Antriebseinheit 12.
  • Die elektrische Antriebseinheit 12 ist innen zwischen den Hauptlängsträgern 22 angeordnet. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die elektrische Antriebseinheit 12 bspw. im Vergleich zu einer herkömmlichen Brennkraftmaschine kompaktere Abmessungen aufweist. Zusätzlich ist bei einem herkömmlichen Lastkraftwagen mit Leiterrahmen der heckseitige Bereich zwischen den Längsträgern des Leiterrahmens im Wesentlichen ungenutzt. Die Anordnung der elektrischen Antriebseinheit 12 auf Höhe der Hauptlängsträger 22, zwischen den Hauptlängsträgern 22 und hinter der Hinterachse 20 bietet somit eine bauraumgünstige und geschützte Anordnung für die elektrische Antriebseinheit 12. Die elektrische Antriebseinheit 12 ist somit fahrzeugheckseitig direkt unterhalb des Ladeaufbaus 24 (siehe Figur 1) angeordnet.
  • Die Anordnung der elektrischen Antriebseinheit 12 ist so gewählt, dass die elektrische Antriebseinheit 12 bezüglich einer Vertikalrichtung nach unten über eine Unterseite der zwei Hauptlängsträger 22 übersteht. Beispielsweise steht die elektrische Antriebseinheit 12 um ungefähr eine Hälfte einer Höhe der elektrischen Antriebseinheit 12 in der Vertikalrichtung nach unten über die zwei Hauptlängsträger 22 über. Es ist auch möglich, dass die elektrische Antriebseinheit 12 mehr oder weniger in der Vertikalrichtung nach unten über die zwei Hauptlängsträger 22 übersteht. Beispielsweise kann die elektrische Antriebseinheit 12 um mindestens 1/4 oder um mindestens 1/3 von deren Höhe in der Vertikalrichtung nach unten über die zwei Hauptlängsträger 22 überstehen.
  • Bezüglich einer Vertikalrichtung nach oben ist die elektrische Antriebseinheit 12 im Wesentlichen bündig mit einer Oberseite der zwei Hauptlängsträger 22 angeordnet. Ein Überstehen der elektrischen Antriebseinheit 12 ist hier nicht sinnvoll, da damit die Anordnung und Konfiguration des Ladeaufbaus 24, der auf den Hauptlängsträgern abgestützt ist (siehe Figur 1), beeinträchtigt würde. Es ist auch möglich, dass die elektrische Antriebseinheit 12 bezüglich einer Oberseite der zwei Hauptlängsträgern 22 ein wenig zurückversetzt ist, zum Beispiel um weniger als 100 mm.
  • Die elektrische Antriebseinheit 12 ist antreibend mit der Hinterachse 20 verbunden. Die elektrische Antriebseinheit 12 treibt eine Gelenkwelle 26 an, die wiederum antreibend mit der Hinterachse 20 verbunden ist. Die Gelenkwelle 26 ist gelenkig mit der elektrischen Antriebseinheit 12 verbunden. Die Gelenkwelle 26 ist gelenkig mit der Hinterachse 20 verbunden. Die elektrische Antriebseinheit 12 und die Gelenkwelle 26 sind entlang einer Längsachse des Lastkraftwagens 10 ausgerichtet.
  • Die elektrische Antriebseinheit 12 ist bezüglich einer Horizontalachse schräg gelagert, zum Beispiel in einem Winkel zwischen 0° und 10°, vorzugsweise rund 5° bis 6°. Ebenso verläuft die Gelenkwelle 26 schräg bezüglich der Horizontalachse, zum Beispiel in einem Winkelbereich zwischen 0° und 10°, vorzugsweise rund 5° bis 6°. Die Schrägstellung der Gelenkwelle 26 kann bei vertikalen Einfederbewegungen der Hinterachse 20 während der Fahrt des Lastkraftwagens 10 in Belastungshinsicht bezüglich der gelenkigen Verbindung zwischen der Gelenkwelle 26 und der Hinterachse 20 vorteilhaft sein. Die Schrägstellung der elektrischen Antriebseinheit 12 ermöglicht einen kleinen oder gar keinen Winkelversatz zwischen einer Ausgangswelle der elektrischen Antriebseinheit 12 und der schräg verlaufenden Gelenkwelle 26. Ein zu großer Winkelversatz würde zu hohen Belastungen an der gelenkigen Verbindung zwischen der elektrischen Antriebseinheit 12 und der Gelenkwelle 26 während des Betriebs der elektrischen Antriebseinheit 12 führen. Die hohen Belastungen könnten schließlich zu einem Bruch der gelenkigen Verbindung zwischen der elektrischen Antriebseinheit 12 und der Gelenkwelle 26 führen.
  • Wie in Figur 5 am besten sichtbar ist, kann die elektrische Antriebseinheit 12 zweckmäßig in einer 3-Punkt-Lagerung mittels dreier (Motor-) Lager 28 gelagert sein. Zwei der drei Lager 28 sind an einer der Hinterachse 20 zugewandten Seite der elektrischen Antriebseinheit 12 angeordnet. Ein drittes Lager 28 ist an einer Rückseite der elektrischen Antriebseinheit 12 abgewandt von der Hinterachse 20 angeordnet. Das dritte Lager 28 ist mittig bezüglich der Rückseite der elektrischen Antriebseinheit 12 angeordnet. An der Rückseite der elektrischen Antriebseinheit 12 sind zudem außermittig Hochvolt-Anschlüsse 30 (siehe Figur 4) angeordnet. Die Hochvolt-Anschlüsse 30 dienen zur elektrischen Energieversorgung der elektrischen Antriebseinheit 12. An die Hochvolt-Anschlüsse 30 sind elektrische Leitungen angeschlossen, um die elektrische Antriebseinheit 12 mit elektrischer Hochvolt-Energie zu versorgen. Durch die mittige Anordnung nur eines der drei Lager 28 an der Rückseite der elektrischen Antriebseinheit 12 wird ermöglicht, dass die Hochvolt-Anschlüsse 30 nicht verdeckt und somit leicht zugänglich zum Anschließen der entsprechenden elektrischen Leitungen sind.
  • Die elektrische Antriebseinheit 12 ist über zwei Querträger 32, 34 an den Hauptlängsträgern 22 befestigt. Die zwei Querträger 32 sind parallel beabstandet. Die zwei Querträger 32, 34 erstrecken sich zwischen den zwei parallelen Hauptlängsträgern 22. Die elektrische Antriebseinheit 12 ist von unten an den zwei Querträgern 32, 34 mittels der Lager 28 angebracht.
  • Der erste Querträger 32 ist bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung des Lastkraftwagens 10 vor der elektrischen Antriebseinheit 12 angeordnet. Der zweite Querträger 34 ist bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung des Lastkraftwagens 10 hinter der elektrischen Antriebseinheit 12 angeordnet. An dem ersten Querträger 32 sind zwei der drei Lager 28 von unten angebracht. An dem zweiten Querträger 34 ist eines der drei Lager 28 von unten angebracht. Die elektrische Antriebseinheit 12 wird so von den Querträgern 32, 34 getragen, dass sie geschützt zwischen den zwei Querträgern 32, 34 angeordnet ist.
  • Wie dargestellt ist, können die zwei Querträger 32, 34 ein umgedrehtes U-Profil aufweisen. Zwischen den Vertikalschenkeln des umgedrehten U-Profils ergibt sich ein Aufnahmeraum, in dem die Lager 28 teilweise aufgenommen werden können (siehe beispielsweise Figuren 3 und 4). Dadurch wird eine bündige oder annähernd bündige Positionierung der elektrischen Antriebsmaschine 12 bezüglich der Oberseite der Hauptlängsträger 22 ermöglicht. Ferner sind die Lager 28 teilweise geschützt in den Querträgern 32, 34 angeordnet.
  • Der Lastkraftwagen 10 weist einen Inverter (Wechselrichter) 36 auf. Der Inverter 36 wandelt elektrische Hochvolt-Gleichstrom-Energie von einer oder mehreren Traktionsbatterie (nicht dargestellt) des Lastkraftwagens 10 in elektrische Hochvolt-Wechselstrom-Energie zum Antreiben der elektrischen Antriebsmaschine 12. Der Inverter 36 ist über elektrische Leitungen mit den Hochvolt-Anschlüssen 30 der elektrischen Antriebseinheit 12 verbunden. Der Inverter 36 ist geschützt zwischen den Hauptlängsträgern 22 auf Höhe der Hauptlängsträger 22 angeordnet. Der Inverter 36 ist an den Hauptlängsträgern 22 angebracht. Der Inverter 36 kann zweckmäßig hinter der Hinterachse 20 und vor der elektrischen Antriebsmaschine 12 angeordnet sein.
  • Während des Betriebs des Inverters 36 und/oder der elektrischen Antriebseinheit 12 können diese viel Abwärme erzeugen. Um den Inverter 36 und/oder die elektrische Antriebseinheit 12 während des Betriebs zu kühlen, kann der Lastkraftwagen 10 eine Kühlvorrichtung 38 aufweisen (siehe Figur 3). Die Kühlvorrichtung 38 ist zweckmäßig ebenfalls im Heckbereich des Lastkraftwagens 10 angeordnet. Besonders vorteilhaft kann die Kühlvorrichtung 38 an einer Längsaußenseite eines der beiden Hauptlängsträger 22 benachbart zu der elektrischen Antriebseinheit 12 angeordnet sein. Die Kühlvorrichtung 38 kann eine Halterung 40, zum Beispiel ein offenes Gestell, aufweisen, die an der Längsaußenseite des entsprechenden Hauptlängsträgers 22 befestigt ist. Zweckmäßig ist die Kühlvorrichtung 38 bezüglich einer Vertikalrichtung nach oben bündig oder zurückversetzt bezüglich einer Oberseite der Hauptlängsträger 22. Die Kühlvorrichtung 38 kann bezüglich einer Vertikalrichtung nach unten über die Hauptlängsträger 22 überstehen.
  • Die Kühlvorrichtung 38 kann einen oder mehrere Lüfter 42, zum Beispiel Radiallüfter, aufweisen, um Kühlluft zu einem oder mehreren Wärmetauschern oder Kühlern 44 der Kühlvorrichtung 38 zu fördern. Die Lüfter 42 können Kühlluft von einer Längsaußenseite des Lastkraftwagens 10 ansaugen. Die Kühler 44 können einen Kühler, zum Beispiel einen Ölkühler, für einen Kühlkreislauf zum Kühlen der elektrischen Antriebsmaschine 12 aufweisen. Die Kühler 44 können einen Kühler, zum Beispiel einen Wasserkühler, für einen Kühlkreislauf zum Kühlen des Inverters 36 aufweisen.
  • Der Lastkraftwagen 10 kann einen elektrischen Ladeanschluss 46 zum elektrischen Aufladen der Traktionsbatterie(n) des Lastkraftwagens 10 aufweisen (siehe Figur 2). Der elektrische Ladeanschluss 46 kann zweckmäßig ebenfalls im Heckbereich des Lastkraftwagens 10 benachbart zu der elektrischen Antriebseinheit 12 angeordnet sein. Bspw. kann der elektrische Ladeanschluss 46 bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse 20 angeordnet und außen an einem der zwei Hauptlängsträger 22 angebracht sein. Zweckmäßig kann der elektrische Ladeanschluss 46 auf einer der Kühlvorrichtung 38 entgegengesetzten Außenseite des Fahrzeugrahmens 16 angeordnet sein.
  • Zum Verbinden des elektrischen Ladeanschlusses 46 mit einer stationären Ladesäule (nicht dargestellt) kann ferner ein elektrisches Ladekabel 48 (verdeckt in Figur 2) herausnehmbar in einem Staufach 50 positioniert sein. Das Staufach 50 kann neben dem elektrischen Ladeanschluss an einer Außenlängsseite eines der Hauptlängsträger 22 hinter der Hinterachse 20 angeordnet sein. Zweckmäßig kann das Staufach 50 auf einer der Kühlvorrichtung 38 entgegengesetzten Außenseite des Fahrzeugrahmens 16 angeordnet sein.
  • Der Lastkraftwagen 10 kann einen heckseitigen Unterfahrschutz 52 aufweisen (siehe Figuren 2 und 3; weggelassen in Figur 4). Der heckseitige Unterfahrschutz 52 ist als Stange oder Rohr ausgeführt. Der heckseitige Unterfahrschutz 52 erstreckt sich in einer Querrichtung des Lastkraftwagens 10. Der heckseitige Unterfahrschutz 52 erstreckt sich entlang einer gesamten Breite des Lastkraftwagens 10. Der heckseitige Unterfahrschutz 52 ist auf Höhe der elektrischen Antriebseinheit 12 angeordnet. Somit schützt der heckseitige Unterfahrschutz 52 auch die elektrische Antriebseinheit 12 bei einem Auffahrunfall auf den Lastkraftwagen 10.
  • Der Lastkraftwagen 10 kann weitere Komponenten aufweisen, die zusätzlich bauraumgünstige im Heckbereich des Lastkraftwagens 10, vorzugsweise noch hinter der Hinterachse 20, angeordnet sein können. Diese Komponenten können vorzugsweise Komponenten einer Druckluftanlage des Lastkraftwagens 10 umfassen, wie dargestellt ist. Zum Beispiel können ein oder mehrere Druckluftspeicher, ein Luftverdichter, eine Druckluftaufbereitung und/oder Steuerventile usw. hinter der Hinterachse 20 angeordnet sein, vorzugsweise auf einer oder beiden der Längsaußenseiten des Fahrzeugrahmens 16.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration der Hinterachse, des Fahrzeugrahmens und/oder der elektrischen Antriebseinheit des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweilige bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Lastkraftwagen
    12
    Elektrische Antriebseinheit
    14
    Fahrerhaus
    16
    Fahrzeugrahmen
    18
    Vorderachse
    20
    Hinterachse
    22
    Hauptlängsträger
    24
    Ladeaufbau
    26
    Gelenkwelle
    28
    Lager
    30
    Hochvolt-Anschlüsse
    32
    Erster Querträger
    34
    Zweiter Querträger
    36
    Inverter
    38
    Kühlvorrichtung
    40
    Halterung
    42
    Lüfter
    44
    Kühler
    46
    Elektrischer Ladeanschluss
    48
    Elektrisches Ladekabel
    50
    Staufach
    52
    Heckseitiger Unterfahrschutz

Claims (15)

  1. Lastkraftwagen (10) aufweisend:
    eine Hinterachse (20);
    einen Fahrzeugrahmen (16), der als ein Leiterrahmen ausgebildet ist und zwei Hauptlängsträger (22), die parallel beabstandet sind, aufweist; und
    eine elektrische Antriebseinheit (12), die zwischen den zwei Hauptlängsträgern (22) und bezüglich einer Vorwärtsfahrtrichtung des Lastkraftwagens (10) hinter der Hinterachse (20) angeordnet ist.
  2. Lastkraftwagen (10) nach Anspruch 1, wobei:
    die elektrische Antriebseinheit (12) antreibend mit der Hinterachse (20) verbunden ist; und/oder
    die elektrische Antriebseinheit (12) in einer Längsrichtung des Lastkraftwagens (10) ausgerichtet ist; und/oder
    die elektrische Antriebseinheit (12) auf Höhe der zwei Hauptlängsträger (22) angeordnet ist; und/oder
    die elektrische Antriebseinheit (12) unterhalb eines Ladeaufbaus (24) des Lastkraftwagens (10) angeordnet ist.
  3. Lastkraftwagen (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei:
    die elektrische Antriebseinheit (12) bezüglich einer Vertikalrichtung nach unten über die zwei Hauptlängsträger (22) übersteht; und/oder
    die elektrische Antriebseinheit (12) bezüglich einer Vertikalrichtung nach oben im Wesentlichen bündig mit den zwei Hauptlängsträgern (22) ist oder bezüglich der zwei Hauptlängsträgern (22) zurückversetzt ist.
  4. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    einen Inverter (36), der elektrisch mit der elektrischen Antriebseinheit (12) verbunden und zwischen den zwei Hauptlängsträgern (22) angeordnet ist.
  5. Lastkraftwagen (10) nach Anspruch 4, wobei:
    der Inverter (36) bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse (20) und vor der elektrischen Antriebseinheit (12) angeordnet ist.
  6. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    die elektrische Antriebseinheit (12) schräg gelagert ist; und/oder
    der Lastkraftwagen (10) ferner eine Gelenkwelle (26) aufweist, die die elektrische Antriebseinheit (12) antreibend mit der Hinterachse (20) verbindet, in einer Längsrichtung des Lastkraftwagens (10) ausgerichtet ist und angeschrägt zu einer Horizontalachse verläuft.
  7. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    die elektrische Antriebseinheit (12) in einer 3-Punkt-Lagerung gelagert ist.
  8. Lastkraftwagen (10) nach Anspruch 7, wobei:
    zwei Lager (28) der 3-Punkt-Lagerung an einer der Hinterachse (20) zugewandten Seite der elektrischen Antriebseinheit (12) angeordnet sind und ein Lager (28) der 3-Punkt-Lagerung an einer der Hinterachse (20) abgewandten Seite der elektrischen Antriebseinheit (12) angeordnet ist, vorzugsweise mittig.
  9. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    einen ersten Querträger (32), der zwischen den zwei Hauptlängsträgern (22) befestigt ist; und
    einen zweiten Querträger (34), der zwischen den zwei Hauptlängsträgern (22) befestigt ist,
    wobei die elektrischen Antriebseinheit (12) von unten an dem ersten Querträger (32) und an dem zweiten Querträger (34) angebracht ist.
  10. Lastkraftwagen (10) nach Anspruch 9, wobei:
    die elektrische Antriebseinheit (12) zwischen dem ersten Querträger (32) und dem zweiten Querträger (34) angeordnet ist; und/oder
    der erste Querträger (32) und/oder der zweite Querträger (34) ein umgedrehtes U-Profil aufweisen, das einen Aufnahmeraum umfasst, in dem mindestens ein Lager (28) zur Lagerung der elektrischen Antriebseinheit (12) zumindest teilweise angeordnet sind.
  11. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    ein Fahrerhaus (14), das rückseitig, vorzugsweise starr, an dem Fahrzeugrahmen (16) angebracht ist, wobei:
    das Fahrerhaus (14) den Lastkraftwagen (10) nach unten begrenzt; und/oder
    das Fahrerhaus (14) einen Bodenabstand von höchstens 50 cm, vorzugsweise von höchstens 40 cm, aufweist; und/oder
    das Fahrerhaus (14) in einer Vertikalrichtung nach unten über den Fahrzeugrahmen (16) übersteht.
  12. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    eine Kühlvorrichtung (38) zum Kühlen der elektrischen Antriebseinheit (12) und/oder eines Inverters (36) für die elektrische Antriebseinheit (12), wobei die Kühlvorrichtung (38) bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse (20) angeordnet und außen an einem der Hauptlängsträger (22) auf Höhe der Hauptlängsträger (22) angebracht ist.
  13. Lastkraftwagen (10) nach Anspruch 12, wobei:
    die Kühlvorrichtung (38) einen Kühler (44), vorzugsweise einen Ölkühler, zum Kühlen der elektrischen Antriebseinheit (12) und/oder einen Kühler (44), vorzugsweise einen Wasserkühler, zum Kühler des Inverters (36) aufweist.
  14. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    einen heckseitigen Unterfahrschutz (52), der sich in einer Querrichtung des Lastkraftwagens (10) erstreckt und auf Höhe der elektrischen Antriebseinheit (12) angeordnet ist, vorzugsweise zum heckseitigen Schützen der elektrischen Antriebseinheit (12).
  15. Lastkraftwagen (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:
    einen elektrischen Ladeanschluss (46) zum elektrischen Aufladen des Lastkraftwagens (10), wobei der elektrische Ladeanschluss (46) bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse (20) angeordnet und außen an einem der Hauptlängsträger (22) angebracht ist; und/oder
    ein elektrisches Ladekabel (48) zum elektrischen Aufladen des Lastkraftwagens (10), wobei das elektrische Ladekabel (48) bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Hinterachse (20) angeordnet und außen an einem der Hauptlängsträger (22) positioniert ist.
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